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status_changed: 2012-08-14 15:00:57
type: doctoralThesis
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creators_name: Klein, Martin Oliver
title: Experimente zur Quantenmechanik mit ultrakalten Neutronen und Entwicklung eines neuen Detektors zum ortsaufgelösten Nachweis von thermischen Neutronen auf großen Flächen
title_en: Quantum-mechanical experiments of ultracold neutrons and development of a new position sensitive neutron-detector on large areas
ispublished: pub
subjects: 530
divisions: 130200
adv_faculty: af-13
keywords: Flächendetektor , ortsaufgelöst , Lamorphase , Quantenmechanikneutron detector , position sensitive , ultracold neutron , Larmorphase
cterms_swd: Neutronendetektor
cterms_swd: Ultrakaltes Neutron
abstract: Im ersten Teil dieser Arbeit werden zwei Experimente zur Quantenmechanik mit ultrakalten Neutronen durchgeführt. Die anomale Larmorphase ist ein Zusatzterm zu der normalen Larmorphase, die ein Spin in einem Magnetfeld B aufsammelt. Sie tritt immer dann auf, wenn ein Teilchen mit Spin und endlicher Ruhemasse einen Magnetfeld-Gradienten durchläuft. Da bei ultrakalten Neutronen die Energie der Zeeman-Aufspaltung in starken Magnetfeldern von derselben Größenordnung ist wie ihre kinetische Energie, können die anomalen Beiträge zur Larmorphase nicht mehr vernachlässigt werden. Dies äußert sich darin, daß die Larmorphase nicht mehr linear von der Magnetfeldstärke B und der Aufenthaltsdauer t im Magnetfeld abhängt. Anhand der von N. F. Ramsey entwickelten Methode der getrennt  oszillierenden Hochfrequenz-Felder wurde dieser Effekt von uns mit ultrakalten Neutronen am Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble untersucht. Das zweite  Experiment beschaftigt sich mit einer alternativen Methode zur Gewinnung  ultrakalter Neutronen durch magnetisches Abbremsen. Im zweiten Teil wird ein neues Detektorkonzept zum ortsaufgelösten Nachweis  thermischer Neutronen auf großen Flächen entwickelt. Dabei wird ein fester  Neutronenkonverter auf beiden Seiten einer GEM-Folie aufgebracht. Da die GEM  transparent für Ladung geschaltet werden kann, ist es möglich, die Nachweiseffizienz durch eine Kaskade beschichteter GEM-Folien zu steigern und die Ortsinformation vollständig zu erhalten. Dieser Detektor wird bei  Normaldruck betrieben, besitzt eine hohe Ratenakzeptanz und ist unempfindlich  gegenüber Gammastrahlung. 
abstract_translated_text: In the first part of this thesis two quantum-mechanical experiments of  ultracold neutrons are described. The anomalous Larmor phase is an additional  term to the normal Larmor phase of a spin in a magnetic field. This effect takes place if a particle with spin and mass passes through a magnetic field gradient.  If the energy of the Zeeman-splitting in strong magnetic fields for ultracold  neutrons is of the same order as their kinetic energy, the anomalous  contribution to the Larmor phase could not be neglected. Thus the Larmor phase  is neither proportional to the magnetic field strength B nor to the time  it spends in the field. In order to measure this effect, we have employed the  separated oscillatory field magnetic resonance technique with ultracold neutrons  at the Institute Laue-Langevin (ILL) in Grenoble. In the second experiment we  tested an alternative method of producing ultracold neutrons by magnetic  decelaration. In the second part of this work a new concept for position sensitive neutron  detection on large areas is presented. A solid neutron-converter is placed on  both sides of a GEM-foil. The GEM-foil could be operated in a mode where it is  transparent for charges. Thus it is possible to put a couple of GEM-foils in  series. The accumulated charge by all foils can be collected. As a consequence  the detection efficiency is increased without a loss of spatial information.  This detector runs at normal pressure, has a high count rate capability and is  not sensitive for gamma-rays. 
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: pacs
class_labels: 29.40.Gx, 29.40.Wk, 28.20.-v, 29.40.-n, 29.40.Cs
date: 2000
date_type: published
id_scheme: DOI
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ppn_swb: 1643182951
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-14015
date_accepted: 2000-07-26
advisor: HASH(0x5561209a0680)
language: ger
bibsort: KLEINMARTIEXPERIMENT2000
full_text_status: public
citation:   Klein, Martin Oliver  (2000) Experimente zur Quantenmechanik mit ultrakalten Neutronen und Entwicklung eines neuen Detektors zum ortsaufgelösten Nachweis von thermischen Neutronen auf großen Flächen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/1401/1/Doktor.pdf